攻克卡脖子難題打通再製造全産業鏈

走進位於陜西西安出口加工區的天元智造有限公司中試基地，機械臂高速鐳射熔覆專機不時噴濺出點點火花，這是正在對發電廠使用的高溫葉片進行加工試驗。

“我們通過機械臂在原有的普通碳鋼、不銹鋼部件表面上熔覆一層高溫合金，讓它在使用工況下能夠提高使用壽命，更加耐用。”陜西天元智慧再製造股份有限公司首席工程師王昕介紹説。

作為國家專精特新“小巨人”企業和陜西省增材再製造龍頭企業，天元智造專注于增材再製造技術開發和應用，形成了系列化的增材再製造共性技術、增材再製造智慧化裝備、增材再製造專用材料等核心能力，致力於攻克再製造技術的卡脖子難題。

解決卡脖子難題

讓“報廢”設備重獲生機

當前，我國已成為世界上煤炭裝備使用和製造的第一大國，礦山機械是煤炭安全生産的必要保證，其中綜採液壓支架是關鍵設備，用於支撐煤礦井下回採工作面的頂板和煤壁，可以為煤炭綜採工作提供有力的支撐防護和安全保障。

一次作業，通常綜採液壓支架設備的使用量會在10余臺，煤礦環境潮濕惡劣，時間一長高濃度腐蝕氣體和矸石不斷撞擊使得液壓支架表面出現銹蝕和磨損，導致液壓支架失效，重新採購成本極其昂貴。

走進天元智造的展示廳，在這裡原本一台臺腐蝕嚴重、重度磨損的煤礦液壓支架經過再製造技術“賦能”，不僅外觀煥然一新，産品性能也得到了提升，可以説得到了“重生”。

“煤礦企業送到我們這裡來的液壓支架，大多是已服役10年、處於報廢狀態的産品，我們對整機進行再製造，根據損壞情況，重新校核計算支架強度，優化支架設計參數，對結構實行全面無損檢測，並用全新的設計理念，使其達到全防腐、高性能、長壽命的要求。”王昕介紹説，針對企業需求，天元智造提出了綜採液壓支架再製造關鍵技術研究的建設項目，經過再製造之後，並通過13000次壓架試驗，結果符合GB/T 25974-2010標準要求，極大提高了産品的耐腐性能和使用壽命，同時也節省了成本。

再製造工程和傳統維修有何區別？

“再製造不是簡單的維修，而是一個富有高科技含量的生産過程。”王昕説，真正的再製造産品不僅産品品質完全等同於新品，還符合“雙碳”要求，既有經濟效益也有社會效益，是迴圈經濟的主導産業。統計顯示，擬報廢設備再製造後，不僅産品品質和性能達到甚至超過新品，並且可實現節約成本50%、節約能源60%、節約材料70%，80%-100%有效降低對環境的污染。

今年，天元智造牽頭申報的 “綜採液壓支架再製造關鍵技術研究‘科學家+工程師’項目科研團隊”入選了陜西省2023年度秦創原“科學家+工程師”隊伍。作為陜西省增材製造的龍頭企業，未來三年，天元智造牽頭的“科學家+工程師”隊伍將繼續圍繞再製造關鍵共性技術，增材製造專用裝備、材料、工藝、檢測及機械加工工藝等方面進行技術攻關，解決綜採液壓支架整機再製造方面卡脖子問題。

將創新成果産業化

打通再製造全産業鏈

再製造産業是近年來國家戰略性新興産業，是解決傳統能源設備領域資源浪費、環境污染和廢舊裝備性能恢復的最佳方法與途徑。增材製造是一種基於三維模型對材料進行逐層堆積的快速成形技術。近年來，增材製造一直是全球性的研究熱點，增材製造憑藉其加工靈活度高、生産週期短、易於數字化控制等優點，廣泛用於航空航太、汽車、動力機械、礦山機械裝備領域的製造與再製造。

“我們對閒置報廢設備進行盤活再利用，設計方面根據用戶需求重新進行設計，在加工製造方面採用專業的鐳射熔覆、熔銅、設備全方位性能檢測等先進技術手段，優於原基體材質，進行高性價比再製造，從而延長設備使用壽命，提高廢舊設備利用率。”王昕表示。

多年來，天元智造從研究損傷零部件的失效原因開始，利用新材料、新工藝和高於新品的標準，對損傷零部件重新進行再製造設計和優化，使再製造設備具有零部件性能遠高於新品、整機性能、保質期優於新品、功能升級且價格低於新品等優勢。同時，踐行“政産學研用”創新模式，打通再製造全産業鏈並將創新科技成果進行産業化轉化，行業應用解決方案已服務於煤炭、金屬礦山、非金屬礦山、軌道交通、冶金、風電等多領域用戶。

近年來，天元智造陸續開發了煤炭“三機一架”零部件及整機再製造，石油注水泵及其零部件、抽油機、天然氣壓縮機、軌道交通聯軸節端蓋、軸箱體等上百種再製造産品，其中14種30個型號的再製造産品被納入國家工業和資訊化部《再製造産品名錄》。“煤炭綜採液壓支架零部件及整機再製造産品”入選陜西省“工業精品”。目前，天元智造的核心産品已為陜煤集團、陜鼓集團、鐵建重工、中車青島四方、中石油長慶油田實現長期配套，形成了立足西北，輻射全國的“再製造”産業生態圈。

建立“産學研用”一體化模式

助力綠色低碳發展

“企業的發展和科技創新是分不開的。”王昕説，天元智造經過10多年的持續投入和探索，攻克了多個再製造技術難題，“我們發展的路徑，一直比較契合産學研用這樣一個發展模式。”

如今，天元智造以秦創原平臺為契機，建立了“産、學、研、用”一體化的研發創新模式，建有秦創原“科學家+工程師”團隊，建立了西安市院士專家工作站、西安市裝備智慧再製造工程技術研究中心、西安交通大學-天元智造聯合研究中心、西安建築科技大學-天元智造輕合金快速增材製造技術研究中心、陜西理工大學-天元智造再製造産品可靠性聯合研究中心，參與建立了陜西省表面工程與再製造重點實驗室等産學研平臺。同時，企業攜手陜西鼓風機（集團）有限公司，聯合西安交通大學等7家高校共同組建了面向行業應用和企業創新的“政産學研用”整合化推進平臺——陜西省智慧再製造創新中心、西安智慧再製造研究院、西安市智慧再製造産業聯盟，為科研成果産業化轉化提供有效途徑。

“我們的院士專家工作站，以中國工程院院士，波蘭科學院外籍院士，維修工程、表面工程和再製造工程專家徐濱士院士為學科帶頭人，院士專家團隊著眼于再製造行業的前沿關鍵技術，同時對重大戰略領域進行前瞻佈局，強化再製造關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術，支撐再製造産業的發展。”王昕表示，院士專家工作站結合公司核心的增材製造及先進表面處理技術，加快科技成果轉化落地，助力企業成長為專精特新“小巨人”企業。

在“産、學、研、用”一體化的研發創新模式下，企業攻克了再製造無損檢測與壽命評估技術難題，在再製造裝備、材料、工藝方面實現創新突破。公司開發的高速絲材鐳射熔覆技術與裝備、內-外壁兩用鐳射熔覆技術與裝備，填補了國內鐳射熔覆相關領域的空白。

綠色低碳發展是傳統能源企業轉型升級的必然要求。再製造工程高度契合迴圈經濟的要求，對製造業轉型升級、産業結構調整起著至關重要的作用。

2023年，天元智造計劃在涇渭新城投資建設再製造研發生産基地項目，該項目佔地30.6畝，總投資1.7億元人民幣，項目計劃在2023年開工建設，2024年正式投産。記者 關穎